فیزیکدانان درهم تنیدگی الکترونها را در حالتی کاملا جدید مشاهده کردند

بیگ بنگ: سرانجام، فیزیکدانان نوعی برهم کنش کوانتومی میان گروهی متشکل از چهار الکترون درهم تنیده مشاهده کردند. تا به امروز چنین برهم کنشی فقط از دیدگاه نظری امکان پذیر بود، اما حالا این کار با سرد کردن یک بلور ابر رسانا و قرار دادن آن تحت فشار بالا میسر گشته است.

به گزارش بیگ بنگ، اکنون نتایج این آزمایش هیجان انگیز درهای جدیدی را بر روی ارتقای دانش ما در خصوص دنیای عجیب و غریب کوانتومی گشوده است و احتمالا در فناوری های آتی کاربرد خواهد داشت. برخلاف جفت شدگی عادی دو الکترون درهم تنیده، محققان این بار گروهی از چهار الکترون را مشاهده کردند که حالت یکسانی دارند؛ آرایش پیچیده ای که قبلا تصور می شد در بلورهای ابر رسانا وجود داشته باشد. مطالعه به رهبری محققانی از موسسه فدرال اکول پلی تکنیک در لوزان سوئیس انجام شد و آنها از یک سری نوترون برای تجزیه و تحلیل رفتار الکترون ها در شبکه ای از بورات مس استرونتیوم و تحت فشار شدید استفاده کردند.

الکترون های بورات مس استرونتیوم بعنوان یک نوع ابر رسانا می تواند درون ماده ای با مقاومت صفر در دماهای پایین نفوذ یابد. الکترون ها در حالتی موسوم به جفت شدگی کوپر پیوند می یابند؛ یک اثر کوانتومی که به واسطه کشش بار الکترون در یون های مثبت در اطراف خود ایجاد می شود. جفت های کوپر الکترون های درهم تنیده اند؛ یعنی حتی اگر فاصله ای میان آنها باعث جدایی بشود، وادار کردن یک الکترون برای اکتساب نوعی ویژگی خاص بلافاصله ویژگی مکمل را در شریک آن الکترون نمایان خواهد کرد.

چنین برهم کنش هایی را مسئله چندپیکره در فیزیک می نامند و مدل سازی آنها کار بسیار دشواری است. این مسائل زمانی به شدت پیچیده می شوند که ما پیچیدگی کوانتومی را به مسئله ذرات برهم کنش کننده متعدد بیفزاییم. اما مدل سازی چگونگی رفتار الکترون های درهم تنیده در شرایط پیچیده در سال ۱۹۸۱ توسط دو فیزیکدان نظری با نام های سیرام شاستری و بیل ساترلند توضیح داده شد.

«هنریک رونو» یکی از محققان در این آزمایش جدید گفت: «فیزیک کوانتومی چند پیکره در جایی به عنوان یک چالش مطرح می شود که نظریه ها در توضیح مسائل به موفقیت چندانی نرسیده اند.» اگرچه می توان از نظریه شاستری و ساترلند در این تحقیق جدید استفاده کرد اما آنان در تحقیقات نظری شان یک سری پیش بینی انجام دادند که تغییر فازهای موجود در ماده ابر رسانا را توصیف می کند و تا به الان نمی دانستیم که کدام ها صحت دارند.

از میان طیفی چند از احتمالات، یکی این بود که اسپین های الکترون آنها را در گروهی از چهار الکترون به صورت درهم تنیده در می آورد. در فشار ۲۱۵۰۰ اتمسفر، مشاهده شد که الکترون ها در ماده فوق سرد شده گروهی متشکل از چهار عضو را ایجاد کرده اند. این نوعی جدید از گذار فاز کوانتومی به شمار می رود و مطالعات نظری متعددی در مورد آنها صورت پذیرفته است و هرگز بصورت آزمایشی مورد بررسی قرار نگرفته است. از آنجا مواد بسیاری از قبیل نیمه رساناها به خاطر تغییرات فاز منحصر بفردشان مورد استفاده قرار می گیرند، مبادله میان رساناگر و عایق تحت شرایط مختلف می تواند کاربردهایی در فناوری های آینده داشته باشد. زمان به ما خواهد گفت. این یافته ها می توانند درک فیزیکدانان را نسبت به دنیای عجیب و غریب کوانتومی ارتقا ببخشند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature Physics منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

image_pdfimage_print
(8 نفر , میانگین : 4٫63 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=69730
منصور نقی لو

منصور نقی لو

کارشناسی مترجمی زبان انگلیسی. علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فرگشت، اکتساب زبان اول، یادگیری زبان دوم و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۴ پاسخ‌ها

  1. مهردادتصدیقی گفت:

    به نظر من که درهم تنیدگی نه تنها چهارتا بلکه گروهی میباشد وتعداد درهم تنیدگی بسته به هدف متغیر میباشد یعنی حرکت ذرات گروهی وهدفداراست

  2. پوپک گفت:

    در هم تنیدگی و برهم نهی کوانتومی نشون میدن جهانی که داریم توش زندگی میکنیم یه کل واحده و تمام اجزا این کل واحد همزمان و در آن واحد فارغ از فاصله شون با هم در ارتباط هستن با همدیگه و البته نشون میده جهان ما یه سناریو هولوگرافیک شبیه سازی شده اس

  3. پوپک گفت:

    جهان های موازی خیلی خیلی عجیبه

  4. Hossein گفت:

    عالی بود وخیلی آموزنده

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *